CN103192825B - 能转向平衡的电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制电动汽车转向平衡的方法和能转向平衡的电动汽车，属于车辆技术领域，其包括车体和车桥，特征在于：在车体和车桥之间设置左右分布的机械伸缩装置，机械伸缩装置的上下端对应联接车体和车桥，当车辆转弯时，至少位于转弯外侧的机械伸缩装置调节为固定长度；当车辆直行时，机械伸缩装置呈自由活动状态。此种方法和电动汽车由于只有在电动汽车转向时，才将液压缸或者气缸的工作腔关闭，使液压缸或者气缸调节为固定长度，用以支撑住车体的转向外侧，防止转向外侧的车体在惯性的作用下下压；在电动汽车正常行驶时，液压缸或者气缸的工作腔处于开通状态，恢复其自由活动状态，使避震器发挥避震作用。

Description

能转向平衡的电动汽车

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种能转向平衡的电动汽车。

背景技术

近年来，随着人们生活质量的不断提高，汽车逐步进入百姓家庭，成为广大人们的代步工具，同时越来越多的燃气排放污染了环境。在环保部门倡导绿色环保的背景下，各种用途的电动汽车应运而生。

目前的电动汽车采用蓄电池储存的电能作为动力能源，其在实际应用中，最突显的问题就是续驶里程短。为了增加电动汽车的续驶里程，有效的办法之一就是减轻车辆的自身重量。减轻车辆的自重后，为保证驾驶时的舒适性，车辆的避震强度也要相应地减弱。车辆转弯时，车轮在驾驶员强行扭转下产生偏转，车轮与地面间的摩擦力迫使车辆转向，而车辆由于惯性作用会产生维持车辆向原方向行驶的力，一方面，该力相对于摩擦力的支点产生的力矩，会转换成很大的偏位重量压向外侧，这个偏位重量会传递给外侧避震器，使减弱后的避震器大幅压缩，使车身向转向的外侧倾斜；另一方面，该力还会产生使车辆向原方向移动的侧推力，由于轮胎与地面间的摩擦力强行车辆转向，使内侧的避震器由于车辆重心向外侧移动而借势向上顶起，助推了车辆的倾斜程度，甚至使车辆侧翻，出现事故。所以，从一定程度上讲，减弱后的避震器增大了车辆发生侧翻的几率。

反过来讲，硬度大的避震器虽然会减少车辆侧翻的可能性，但是由于硬度过大会使驾车产生剧烈的颠波而极不舒服。

由此可见，车辆的避震器在避震方面和防止发生侧翻方面存在着不可调和的矛盾。于是人们通过多种技术手段来减少车辆发生侧翻的几率，其中，中国专利201210151720.9公开了一种汽车防侧翻系统，该系统在车体的底盘上加装配重液，在车辆转弯时，将配重液推向转弯的内侧，通过增加车辆内侧的重量来防止侧翻。此种方式虽然在一定程度上减少了车辆侧翻的几率，但是由于其与通过减轻电动汽车的自重来增加其续驶里程的初衷相悖，并不适用于电动汽车。再者，此种方式由于加重了车辆自身的重量，加大了车辆的原料损耗，不符合目前关于节能减排的要求，而不能被采用。

中国专利200910143765.X公开了一种具有防侧翻系统的汽车及防侧翻系统，该系统通过抬高转弯外侧的车体高度，同时降低转弯内侧的车体高度来使汽车的重心向内侧移动，从而有效地防止汽车侧翻，但是此防侧翻系统的主动液压缸和被动液压缸的柱塞在车辆直行时处于固定位置，从而固定了车体底盘与车桥间的距离，使避震器失去其避震功能。

由上述可见，上述防侧翻系统均没有将电动车辆的防侧翻与避震有机地整合起来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能转向平衡的电动汽车，当车辆转弯时不会发生侧翻，而当车辆直行时又不影响避震效果。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种能转向平衡的电动汽车，包括车体和车桥，其特征在于：在车体和车桥之间设置左右分布的左液压缸和右液压缸，左液压缸和右液压缸的上下端对应联接车体和车桥；左液压缸和右液压缸的工作腔均联通盛放液压体的液压箱，工作腔与液压箱之间的管路上设置开关阀，开关阀联接控制装置，控制装置通过开关阀控制管路的通断；在车辆转向时通过封锁两侧液压缸的工作腔，使液压缸被锁定为固定长度；直行时则恢复液压缸的自由伸缩状态。

优选的，左液压缸和右液压缸经过同一管路联通液压箱，开关阀位于该同一管路上。

本发明还提供了另一种能转向平衡的电动汽车，包括车体和车桥，其特征在于：在车体和车桥之间设置左右分布的左气缸和右气缸，左气缸和右气缸的上下端对应联接车体和车桥；左气缸和右气缸的工作腔均联通空滤，工作腔与空滤之间的管路上设置开关阀，开关阀联接控制装置，控制装置通过开关阀控制管路的通断；在车辆转向时通过封锁两侧气缸的工作腔，使气缸被锁定为固定长度；直行时则恢复气缸的自由伸缩状态。

优选的，左气缸和右气缸经过同一管路联通空滤，开关阀位于该同一管路上。

优选的，所述开关阀为电磁阀；控制装置包括弹性回位器、触控开关和铰接安装的惯性锤，惯性锤的两侧均设置弹性回位器和触控开关，触控开关控制电磁阀工作电源的通断。

优选的，所述开关阀为空气开关，空气开关包括定子和安装在定子中的转子，转子中开设有气道，气道连通转子空滤，定子的侧壁上开设有能与气道相联通的气孔；控制装置包括弹性回位器、摆臂和铰接安装的惯性锤，惯性锤的两侧均设置弹性回位器，摆臂的一端与惯性锤的锤体相铰接、另一端与转子相固定。

优选的，所述开关阀为单路空气阀，单路空气阀中安装有摇臂，摇臂的摆动控制单路空气阀的通断；控制装置包括弹性回位器和铰接安装的惯性锤，惯性锤能够触碰摇臂，使单路空气阀关断。

在上述惯性锤的两侧设装限位块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于只有在电动汽车转向时，才将转向外侧的液压缸或者气缸的工作腔关闭，使液压缸或者气缸的顶端到活塞杆的底端之间调节为固定长度，用以支撑住车体的转向外侧，防止转向外侧的车体在惯性的作用下下压而发生侧翻；在电动汽车正常行驶时，液压缸或者气缸的工作腔处于开通状态，能够调节液压缸或者气缸的顶端到活塞杆的底端之间的长度，从而使电动汽车的避震器发挥避震作用。

2、由于位于转向内侧的液压缸或者气缸，和位于转向外侧的液压缸或者气缸中，工作腔能同时被关闭，同时固定车体两侧到车桥间的距离，即支撑住车体转向外侧的同时，拉住车体的转向内侧，更加有利于维持车体的平衡。

3、由于控制装置中由惯性锤来触发其工作状态，在车辆转弯的瞬时即能触发控制装置，结构简单，操作稳定可靠。

4、由于惯性锤的两侧设置限位块，使惯性锤只能在两限位块之间的范围内摆动，不但防止了惯性锤对车体的撞击作用，而且使惯性锤对控制装置的触发更加精确。

5、本发明结构简单，不但使电动汽车在转向时维持平衡，而且在直行时使避震器正常发挥避震作用，从而将转向平衡和避震有机地结合在一起，便于在行业内推广应用。

附图说明

图1是实施例一中转向平衡控制装置的结构示意图；

图2是实施例二中转向平衡控制装置的结构示意图；

图3是实施例二中转向平衡控制装置的工作状态示意图；

图4是实施例三中转向平衡控制装置的结构示意图；

图5是图4中空气开关的结构示意图；

图6是图4中A-A的剖视放大图；

图7是实施例三中转向平衡控制装置的工作状态一示意图；

图8是实施例三中转向平衡控制装置的工作状态二示意图；

图9是实施例四中转向平衡控制装置的结构示意图；

图10是实施例五中转向平衡控制装置的结构示意图；

图11是实施例五中转向平衡控制装置的工作状态示意图。

图中标记：1、液压油缸；2、工作腔；3、排气腔；4、活塞杆；5、液压箱；6、蓄电池；7、惯性锤；8、触控开关；9、弹性回位器；10、电磁阀；11、限位块；12、气缸；13、空滤器；14、定子；15、转子；16、气道；17、摆臂；18、气孔；19、转子空滤；20、单路空气阀；21、摇臂。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明以人体前进方向和车体前进方向相一致为基准，将车体在宽度方向的两侧对应定义为左侧和右侧。

本发明提供了一种控制电动汽车转向平衡的方法，在车体和车桥之间设置左右分布的机械伸缩装置，机械伸缩装置的上端联接车体、下端联接车桥，当车辆转弯时，至少位于转弯外侧的机械伸缩装置调节为固定长度；当车辆直行时，机械伸缩装置呈自由活动状态。上述机械伸缩装置为防倾液压缸或者防倾气缸。还在车体上铰装了惯性锤，当车辆转弯时惯性锤能使机械伸缩装置的长度固定。

实施例一

如图1所示，本发明在电动汽车中设置转向平衡控制装置，其包括防左倾机构和防右倾机构，具体表现为：车体和车桥之间设置左右分布的液压油缸1，液压油缸1的上端联接车体、下端联接车桥，活塞将液压油缸1的内腔分为工作腔2和排气腔3，工作腔2和排气腔3分别连通液压箱5，液压箱5与工作腔2之间的油路中设置电磁阀10，电磁阀10控制该油路的通断。由蓄电池6作为电磁阀10的工作电源，蓄电池6与电磁阀10间的供电回路中连接有触控开关8，并在两触控开关8的中间位置设置铰装在车体上的惯性锤7，触控开关8的工作状态由惯性锤7来触动控制，惯性锤7的两侧设置有弹性回位器9和限位块11。

其工作过程如下：

当车辆急向左侧转向时，惯性锤7在惯性的作用下克服位于右侧的弹性回位器9的弹力，相对于车体向右侧偏转，触碰位于右侧的触控开关8，使防左倾机构和防右倾机构的电磁阀10均接通蓄电池6，电磁阀10带电动作，其内的伸缩头插入液压箱5与工作腔2之间的油路内，将油路切断。如此以来，两侧的液压油缸1瞬间均变成一个长度不能变化的固定件，将车身的底盘和车桥牢牢地固定在一起，左侧的液压油缸1拉住车身的左侧，右侧的液压油缸1支撑住车身的右侧，使车身的右侧不再向下移动，防止了车体向右侧下沉的现象；同时液压油缸1封闭后，会将车体和车桥连成一体而失去活动能力，在车体由于惯性作用仍向右侧倾斜时，左侧必定向上抬起，安装在车桥上的轮胎等起配重作用，进一步有效防止了车辆右翻。当车辆急向右侧转向时，惯性锤7同样触动位于左侧的触控开关8，使右侧的液压油缸1拉住车身的右侧，左侧的液压油缸1支撑住车身的左侧，防止车辆左翻，从而保障了车辆的安全性。

在车辆转弯结束后，惯性锤7失去惯性的作用，并在弹性回位器9的作用下相对于车体恢复中置位置，脱离触控开关8，使触控开关8复位，断开电磁阀10的工作电源，电磁阀10断电，伸缩头回位，使液压箱5与工作腔2之间的油路接通，可调节液压油缸1的顶端和活塞杆4下端之间的距离，活塞杆4能自由上下运动，恢复车体与车桥间应有的弹性，使车辆在行驶中更加舒适。并且惯性锤7在惯性力作用下而“摆动”的过程中，受到限位块11的限制，使惯性锤7只能在两限位块11之间“摆动”，不但防止了惯性锤7对车体的撞击作用，而且使惯性锤7对触控开关8的触动控制更加精确。

实施例二

如图2、图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：位于车体左侧的液压油缸1和位于车体右侧的液压油缸1通过同一管路连通同一液压箱5，电磁阀10设置在同一管路上，即由一个电磁阀10同时控制两液压油缸1的工作状态。当车辆转弯时，车体两侧的液压油缸均被“锁住”而不能自由活动，其余均同实施例一。

实施例三

本实施例采用气缸12作为防倾机构，其控制方式也不同于实施例一。如图4所示，活塞将气缸12的内腔分为工作腔2和排气腔3，排气腔3连通空滤器13，工作腔2连通管路，管路上设置有空气开关。如图5和图6所示，空气开关包括定子14和安装在定子14中的转子15，转子15中开设有气道16，气道16连通转子空滤19，定子14的侧壁上开设有能与气道16相联通的气孔18，气孔18连通气缸12的工作腔2；控制装置包括弹性回位器9、摆臂17和铰接安装在车体上的惯性锤7，弹性回位器9位于惯性锤7的两侧，摆臂17的一端与惯性锤7的锤体相铰接、另一端与转子15相固定。惯性锤7的两侧均设装限位块11。

其工作过程如下：

当车辆急向左侧转向时，如图7所示，惯性锤7在惯性的作用下相对于车体向右侧偏转，带动空气开关的转子15沿顺时针方向转动，使气道16转离定子14上的气孔18而封闭连通在工作腔2上的气路，使位于车体两侧的气缸12瞬间均变成一个不能压动的固定件，同样将车身的底盘和车桥牢牢地固定在一起，左侧的气缸12拉住车身的左侧，右侧的气缸12支撑住车身的右侧，有效防止了车辆右翻。当车辆急向右侧转向时，如图8所示，惯性锤7同样使转子15中的气道16转离定子14上的气孔18，关闭位于车体两侧的气缸12，防止车辆左翻，从而保障了车辆的安全性。

在车辆转弯结束后，惯性锤7在弹性回位器9的作用下，相对于车体恢复其中置位置，使防左倾机构和防右倾机构中的气缸12均连通转子空滤19，可调节气缸12的顶端和活塞杆4下端之间的距离，同样使车辆在行驶中更加舒适。

由于气缸12中的气体有一定的压缩量，即使气缸12的工作腔2被封闭后，仍会随车辆的惯性有少量的缓冲距离，从而使车辆比使用液压油缸1更加舒适。

实施例四

本实施例与实施例三的不同在于：由电磁阀10来控制气缸12中工作腔2上的气路。如图9所示，具体为：防左倾机构和防右倾机构中的气缸12对应通过两个不同的电磁阀10连通空滤器13，电磁阀10的控制装置同实施例一。

其工作过程如下：

当车辆急向左侧转向时，惯性锤7在惯性的作用下触碰位于右侧的触控开关8，使两电磁阀10接通蓄电池6，关闭两气缸12的工作腔2，从而维持车辆的平衡。当车辆急向右侧转向时，则触碰位于左侧的触控开关8，同样使两电磁阀10接通蓄电池6，维持车辆平衡。

在车辆转弯结束后，气缸12恢复其伸缩性，使避震器发挥其避震作用。

实施例五

本实施例与实施例三的不同在于：开关阀的具体结构不同。如图10所示，本实施例采用单路空气阀20作为开关阀，单路空气阀20中转动安装有摇臂21，摇臂21的转动控制单路空气阀20的通断；其控制装置包括弹性回位器9和铰接安装的惯性锤7，惯性锤7的摆动能够触碰摇臂21，使单路空气阀20关断。

上述单路空气阀20的结构原理可以同实施例三的空气开关，也可以采用现有技术中的其它具体结构，只要能够接受摇臂21的控制即可。

其具体工作过程如下：

当车辆急向左侧转向时，惯性锤7在惯性的作用下触碰位于右侧的单路空气阀20的摇臂21，使单路空气阀20关断，使位于车体右侧的气缸12瞬间变成一个不能压动的固定件，防止车体向右侧下沉。当车辆急向右侧转向时，如图11所示，惯性锤7则使位于车体左侧的气缸12瞬间变成一个不能压动的固定件，防止车体向左侧下沉。

在车辆转弯结束后，惯性锤7在弹性回位器9的作用下，相对于车体恢复其中置位置，单路空气阀20的摇臂21复位，工作腔2连通空滤器13，气缸12的恢复其伸缩性，使避震器发挥其避震作用。其余均同实施例三。

在上述实施例一、二和四中，防左倾机构和防右倾机构中触控开关8可以一同控制两个电磁阀10的工作电源，也可以分开独立控制，使触控开关8仅控制其所在防倾机构中的电磁阀10。电磁阀10还可以选用电控阀或者其它结构的开关阀，只要在触控开关8闭合时，能够将开关阀关断即可。电磁阀10还可以选用蓄电池6以外的工作电源，只要能够满足电磁阀10的工作需求即可。液压油缸1还可以采用液压油以外的液压液作为其工作介质，以形成其它形式的液压缸。

当然，在实施例三、四和五中，联接工作腔2上的开关阀还可以采用其它结构的空气阀，只要该空气阀能够接受惯性锤7的触碰控制即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以组合、变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种能转向平衡的电动汽车，包括车体和车桥，其特征在于：在车体和车桥之间设置左右分布的左液压缸和右液压缸，左液压缸和右液压缸的上下端对应联接车体和车桥；左液压缸和右液压缸的工作腔均联通盛放液压体的液压箱，工作腔与液压箱之间的管路上设置开关阀，开关阀联接控制装置，控制装置通过开关阀控制管路的通断；在车辆转向时通过封锁两侧液压缸的工作腔，使液压缸被锁定为固定长度；直行时则恢复液压缸的自由伸缩状态。

2.按照权利要求1所述的能转向平衡的电动汽车，其特征在于：左液压缸和右液压缸经过同一管路联通液压箱，开关阀位于该同一管路上。

3.一种能转向平衡的电动汽车，包括车体和车桥，其特征在于：在车体和车桥之间设置左右分布的左气缸和右气缸，左气缸和右气缸的上下端对应联接车体和车桥；左气缸和右气缸的工作腔均联通空滤，工作腔与空滤之间的管路上设置开关阀，开关阀联接控制装置，控制装置通过开关阀控制管路的通断；在车辆转向时通过封锁两侧气缸的工作腔，使气缸被锁定为固定长度；直行时则恢复气缸的自由伸缩状态。

4.按照权利要求3所述的能转向平衡的电动汽车，其特征在于：左气缸和右气缸经过同一管路联通空滤，开关阀位于该同一管路上。

5.按照权利要求1或2或3或4所述的能转向平衡的电动汽车，其特征在于：所述开关阀为电磁阀；控制装置包括弹性回位器、触控开关和铰接安装的惯性锤，惯性锤的两侧均设置弹性回位器和触控开关，触控开关控制电磁阀工作电源的通断。

6.按照权利要求3所述的能转向平衡的电动汽车，其特征在于：所述开关阀为空气开关，空气开关包括定子和安装在定子中的转子，转子中开设有气道，气道连通转子空滤，定子的侧壁上开设有能与气道相联通的气孔；控制装置包括弹性回位器、摆臂和铰接安装的惯性锤，惯性锤的两侧均设置弹性回位器，摆臂的一端与惯性锤的锤体相铰接、另一端与转子相固定。

7.按照权利要求3所述的能转向平衡的电动汽车，其特征在于：所述开关阀为单路空气阀，单路空气阀中安装有摇臂，摇臂的摆动控制单路空气阀的通断；控制装置包括弹性回位器和铰接安装的惯性锤，惯性锤能够触碰摇臂，使单路空气阀关断。